1.5 Дефекты трубопроводных конструкций и причины их возникновения

Дефект – это любое несоответствие регламентированным нормам. Главной причиной появления дефектов является отклонение рабочего параметра от нормативного значения, обоснованного допуском.

Дефекты трубопроводных конструкций подразделяются на:

Дефекты труб;

Дефекты сварных соединений;

Дефекты изоляции.

Различают следующие дефекты труб:

Металлургические – дефекты листов и лент, из которых изготавливаются трубы, т.е. различного рода расслоения, прокатная плена, вкатанная окалина, поперечная разнотолщинность, неметаллические включения и др.

Технологические – связаны с несовершенством технологии изготовления труб, которые условно можно разделить на дефекты сварки и поверхностные дефекты (наклеп при экспандировании, смещение или угловатость кромок, овальность труб)

Строительные – обусловлены несовершенством технологии строительно-монтажных работ, нарушениями технологических и проектных решений по транспортировке, монтажу, сварке, изоляционно-укладочным работам (царапины, задиры, вмятины на поверхности труб).

Причины возникновения дефектов труб

Существующая технология прокатки металла, технология непрерывной разливки стали на отдельных металлургических заводах является одной из причин изготовления некачественных труб. Нередки случаи разрушения по причине расслоения металла.

На трубных заводах входной контроль сырья несовершенен или полностью отсутствует. Это приводит к тому, что дефекты сырья становятся дефектами труб.

При изготовлении труб приходится подвергать металл нагрузкам, при которых он работает за пределом текучести. Это приводит к появлению наклепа, микрорасслоений, надрывов и других скрытых дефектов. Из-за кратковременности последующих заводских испытаний труб (20…30 с) многие скрытые дефекты не выявляются и «срабатывают» уже в процессе эксплуатации МТ.

В недостаточной степени контролируется заводами и геометрическая форма труб. Так, на трубах диаметром 500…800мм смещение кромок достигает 3мм (при норме для спирально-шовных труб 0,75…1,2мм), овальность – 2%

Механические воздействия при погрузочно-разгрузочных, транспортных и монтажных операциях приводят к появлению на трубах вмятин, рисок, царапин, задиров

При очистке трубопроводов скребками-резцами возникают дефекты пластической деформации локальных участков поверхности трубы – риски, подрезы и т.д. Эти концентраторы напряжений являются потенциальными очагами развития коррозионно-усталостных трещин. Очистка трубопроводов с помощью проволочных щеток исключает повреждения труб в виде подрезов, но при определенных режимах обработки приводит к деформациям поверхности металла, снижающим его коррозионную стойкость.

Коррозионные повреждения труб (внешние - в местах нарушения сплошности изоляции, а внутренние - в местах скоплений воды)

Дефект сварного соединения – это отклонения разного рода от установленных норм и технических требований, которые уменьшают прочность и эксплуатационную надежность сварных соединений и могут привести к разрушению всей конструкции. Наиболее часто встречаются дефекты формы и размеров сварных швов, дефекты макро- и микроструктуры, деформация и коробление сварных конструкций.

Нарушение формы и размеров шва свидетельствуют о наличии таких дефектов, как наплывы (натеки), подрезы, прожоги, незаваренные кратеры.

Наплывы – чаще всего образуются при сварке горизонтальными швами вертикальных поверхностей, в результате натекания жидкого металла на кромки холодного основного металла. Они могут быть местными (в виде отдельных застывших капель) или протяженными вдоль шва. Причинами возникновения наплывов являются большая сила сварочного тока, длинная дуга, неправильное положение электрода, большой угол наклона изделия при сварке на подъем и спуск.

Подрезы – представляют собой углубления, образующиеся в основном металле вдоль края шва. Подрезы образуются из-за повышенной мощности сварочной горелки и приводят к ослаблению сечения основного металла и разрушению сварного соединения.

Прожоги – это проплавление основного или наплавленного металла с возможным образованием сквозных отверстий. Они возникают вследствие недостаточного притупления кромок, большого зазора между ними, большой силы сварочного тока или мощности горелки при невысоких скоростях сварки. Особенно часто прожоги наблюдаются в процессе сварки тонкого металла и при выполнении первого прохода многослойного шва, а также при увеличении продолжительности сварки, малом усилии сжатия и наличии загрязнений на поверхностях свариваемых деталей или электродах (точечная и шовная контактная сварка).

Незаваренные кратеры – образуются при резком обрыве дуги в конце сварки. Они уменьшают сечение шва и могут явиться очагами образования трещин.

К дефектам макроструктуры относят дефекты: газовые поры, шлаковые включения, непровары, трещины, выявляемые с помощью средств оптики (увеличение не более чем в 10 раз).

Газовые поры – образуются в сварных швах вследствие быстрого затвердевания газонасыщенного расплавленного металла, при котором выделяющиеся газы не успевают выйти в атмосферу.

Рисунок 2 – Газовые поры

Такой дефект наблюдается при повышенном содержании углерода в основном металле, наличии ржавчины, масла и краски на кромках основного металла и поверхности сварочной проволоки, использовании влажного или отсыревшего флюса.

Шлаковые включения – результат небрежной очистки кромок свариваемых деталей и сварочной проволоки от окалины, ржавчины и грязи, а также (при многослойной сварке) неполного удаления шлака с предыдущих слоев.

Они могут возникать при сварке длинной дугой, неправильном наклоне электрода, недостаточной силе сварочного тока, завышенной скорости сварки. Шлаковые включения различны по форме (от сферической до игольчатой) и размером (от микроскопической до нескольких миллиметров). Они могут быть расположены в корне шва, между отдельными слоями, а также внутри наплавленного металла. Шлаковые включения ослабляют сечение шва, уменьшают его прочность и являются зонами концентрации напряжений.

Рисунок 3 – Шлаковые включения

Непровары – местное несплавление основного металла с наплавлением, а также несплавление между собой отдельных слоев шва при многослойной сварке из-за наличия тонкой прослойки окислов, а иногда и грубой шлаковой прослойки внутри швов.

Рисунок 4 – Непровары

Причинами непроваров являются: плохая очистка металла от окалины, ржавчины и грязи, малый зазор в стыке, излишнее притупление и малый угол скоса кромок, недостаточная сила тока или мощности горелки, большая скорость сварки, смещение электрода в сторону от оси шва. Непровары по сечению шва могут возникнуть из-за вынужденных перерывов в процессе сварки.

Трещины – в зависимости от температуры образования подразделяют на горячие и холодные.

Рисунок 5 – Трещины

Горячие трещины появляются в процессе кристаллизации металла шва при температуре 1100 – 1300 С. Их образование связано с наличием полужидких прослоек между кристаллами наплавленного металла шва в конце его затвердевания и действием в нем растягивающих усадочных напряжений. Повышенное содержание в металле шва углерода, кремния, водорода и никеля также способствует образованию горячих трещин, которые обычно располагаются внутри шва. Такие трещины выявить трудно.

Холодные трещины возникают при температурах 100 – 300 С в легированных сталях и при нормальных (менее 100 С) температурах в углеродистых сталях сразу после остывания шва или через длительный промежуток времени. Основная причина их образования – значительное напряжение, возникающее в зоне сварки при распаде твердого раствора и скопление под большим давлением молекулярного водорода в пустотах, имеющихся в металле шва. Холодные трещины выходят на поверхность шва и хорошо заметны.

К дефектам микроструктуры сварного соединения относят

Микропоры,

Микротрещины,

Нитридные, кислородные и другие неметаллические включения,

Крупнозернистость,

Участки перегрева и пережога.

Дефекты изоляции - нарушение сплошности; адгезия; заниженная толщина; гофры; морщины; задиры; царапины; проколы.

Основные причины образования дефектов изоляционного покрытия на трубопроводах:

при хранении и подготовке материалов – засорение битума и обводнение готовой мастики и ее составляющих;

при приготовлении грунтовки и мастики – небрежная дозировка составляющих; несоблюдение режима разогревания котла; недостаточное размешивание битума при приготовлении грунтовки;

при нанесении грунтовки и битумной мастики – загустение грунтовки; образование пузырьков на поверхности трубопровода; оседание пыли на поверхность труб; пропуски грунтовки и мастики на поверхности трубопровода и особенно около сварных швов; неровное нанесение мастики; охлаждение мастики; конструктивные недостатки изоляционной машины;

при нанесении армирующих и оберточных рулонных материалов – нарушение однородности покрытия; выдавливание слоя мастики; недостаточное погружение стеклохолста в мастику;

при нанесении полимерных лент – сквозные отверстия в ленте; несплошной клеевой слой; неравномерность толщины ленты в рулоне; неправильная регулировка намоточной машины; нарушение температурного режима нанесения ленты; плохая очистка поверхности труб;

при укладке трубопровода – нарушение технологии укладки, особенно при раздельном способе укладки; захват изолированных труб тросом; трение трубопровода о стенки траншеи при укладке; отсутствие подготовки дна траншеи; отсутствие подсыпки не менее 10см дна траншеи на участках с каменистыми и щебенистыми грунтами; плохое рыхление мерзлых грунтов и особенно отсутствие регулировки изоляционных машин;

при эксплуатации трубопровода – действие грунта; вес трубопровода; почвенные воды; микроорганизмы; корни растений; температурные воздействия; агрессивность грунта.

Ущерба. Рисунок 3.6 - Схема процесса формирования дерева событий и поиска пути движения по нему. 4. Программное обеспечение ситуационного управления безопасностью магистральных газопроводов 4.1 Описание программы управления безопасностью магистральных газопроводов Программа предназначена для работы в операционных средах MicroSoft Windows 98/NT/XP. Windows обеспечивает удобный и...

КВт (2200 л.с.) разработки этой же фирмы. С конца 1940-х гг. ГТД начинают применяться для привода морских судовых движителей, а с конца 1950-х гг. - в составе газоперекачивающих агрегатов (ГПА) на магистральных газопроводах для привода нагнетателей природного газа. Таким образом, постоянно расширяя область и масштабы своего применения, ГТД развиваются в направлении повышения единичной мощности, ...

Все виды дефектов, возникающих в процессе производства труб, можно, в первом приближении, разделить на три типа по причинам их происхождения:

— механические повреждения наружной или внутренней поверхности трубы в результате несоответствия инструмента требованиям технологии (чрезмерный износ или разрушение, налипание металла, неправильно выполнена калибровка), попаданием окалины и других твердых инородных материалов на пограничные поверхности инструмента и трубы. К таким дефектам относятся царапины, риски, вмятины, подрезы, отпечатки и др.

— деформационные повреждения, связанные с нарушением технологии деформирования трубы, в том числе с повышенным уширением металла, увеличением коэффициентов деформации, нарушением синхронности работы, последовательно расположенных клетей установки («ус», «закат», «ужим», «гармошка»).

— нарушения сплошности металла, связанные со сложным напряженно-деформированным состоянием, определяемым схемой деформации труб, наличием растягивающих напряжений, превышающих допустимые («скворечник» при продольной прокатке и прессовании, осевое или кольцевое разрушение при косой прокатке, плены на внутренней поверхности, выявляемые при калибровке и редуцировании и др.). Следует отметить, что последний вид дефектов в основном определяется марочным составом и качеством металла трубной заготовки, и основные агрегаты, производящие деформацию труб, являются своеобразным «дефектоскопом» качества исходного металла. Так, например, основным агрегатом практически любой трубопрокатной установки является прошивной косовалковый стан, который характеризуется сложной схемой напряженного состояния металла в очаге деформации, приводящей к высоким растягивающим напряжениям в осевой (для двухвалкового) или кольцевой (для трехвалкового) зонах прокатываемой заготовки. Специальные технологические приемы позволяют снизить возможность вскрытия осевых загрязнений металла в виде плен на внутренней поверхности, однако решающим в этом случае является качество трубной заготовки. Дефекты в виде плен сталеплавильного происхождения на внутренней поверхности труб, раскатанные при втором этапе деформации и не видимые в силу плотного прилегания, после раскатных станов вскрываются (отстают от поверхности) при калибровании и особенно при редуцировании труб, что объясняется условиями деформации металла у внутренней поверхности трубы при ведении процесса без оправки.

Проведенные на заводах исследования показали, что при нагреве слитков под прокатку в заготовку или трубы верхний слой металла толщиной до 4-5 мм выгорает в окалину; при нагреве катаной трубной заготовки выгорает верхний слой толщиной 0.8-1.1 мм.

Следовательно, дефекты, залегающие в поверхностных слоях слитков и трубной заготовки, соответственно уменьшаются по глубине, более мелкие из них выгорают в окалину. К таким дефектам относятся, например, газовые пузыри. На поверхности заготовки (литой и катаной) наблюдается значительно большее их количество, чем остается на поверхности труб в виде волосовидных плен. Почти полностью выгорают в слой окалины морщины на трубной заготовке. Но, вместе с тем, дефекты, залегающие более глубоко, приближаются к поверхности заготовки и легче вскрываются при прокатке, образуя плены на трубах. К таким дефектам относятся, например, подкорковые газовые пузыри и скопления экзогенных неметаллических включений.

При изготовлении изделий и сварных конструкций возникают технологические дефекты: состава материала (включения, охрупчивающие примеси и т.д.); плавки и изготовления заготовок (пористость, усадочные раковины, неметаллические включения, закаты, расслоения); механической обработки (ожоги, продиры, заусенцы, риски, трещины, прорезы, избыточная локальная пластическая деформация); сварки (трещины, непровары, поры, подрезы, остаточные сварочные напряжения, изменение структуры зоны термического влияния основного материала и т.д..); термической обработки (перегрев, закалочные трещины, обезуглероживание, избыточные остаточные аустениты и др.); обработки поверхностей (химическая диффузия, водородное охрупчивание, снижение механических свойств и др.); сборки (риски, задиры, смещения кромок свариваемых деталей, несоответствие размеров деталей и др.). Механические, химико-термические воздействия на материалы конструкций во время обработки и сварки вызывают изменения предела прочности, сопротивления хрупкому разрушению, коррозионной стойкости и др. Основными эксплуатационными причинами отказов и повреждений являются: дефекты; нарушение условий эксплуатации; коррозия; износ; наличие перегрузок и непредвиденных нагрузок; неправильное техническое обслуживание и т. д.
Система НК направлена на поиск дефектов, которые могут быть обусловлены нарушением сплошности материалов и деталей, неоднородностью состава материала: наличием включений, изменением химического состава, наличием других фаз материала, отличных от основной фазы, отклонением размеров и физико-механических характеристик от номинальных значений, нарушениями формы и другими причинами.
По влиянию на напряженно - деформированное состояние конструкций дефекты подразделяют на два класса:
· классические дефекты - дефекты, имеющие конечный (ненулевой) радиус закругления в вершине ρ. Основным параметром, характеризующим уровень концентрации напряжений таких дефектов, является теоретический коэффициент концентрации напряжений α σ ;
· трещиноподобные дефекты - дефекты, имеющие острую вершину (с практически нулевым радиусом ρ). Основным параметром, характеризующим уровень концентрации напряжений таких дефектов, является коэффициент интенсивности напряжений К IC .
Для учета данной классификации все дефекты, выявленные при НК, по своим геометрическим параметрам подразделяются на плоскостные и объемные.
Независимо от типа дефектов их разделяют на три вида:
· критические, когда при наличии дефекта использовать продукцию по назначению невозможно или недопустимо (небезопасно);
· значительные, оказывающие существенное влияние на использование продукции и на ее долговечность, но не являющиеся критическими;
· малозначительные, практически не влияющие на использование продукции по назначению и на ее долговечность.
Вид дефекта, в отличие от типа, характеризует степень его влияния на и безопасность использования продукции с учетом ее назначения, т. е. потенциальную опасность рассматриваемого дефекта. Очевидно, что дефект одного и того же типа и размера может принадлежать к дефектам различного вида в зависимости от условий и режимов эксплуатации продукции.
По происхождению дефекты изделий подразделяют на производственно-технологические (металлургические, возникающие при отливке и прокатке, технологические, возникающие при изготовлении, сварке, резке, пайке, клепке, склеивании, механической, термической или химической обработке); эксплуатационные (возникающие после некоторой наработки изделия в результате усталости материала, коррозии металла, изнашивания трущихся частей, а также неправильной эксплуатации и технического обслуживания) и конструктивные дефекты, являющиеся следствием несовершенства конструкции из-за ошибок конструктора.
С точки зрения ремонтопригодности выявляемые при обследовании трубопроводов и других конструкций дефекты подразделяются на: исправимые - устранение которых технически возможно и экономически целесообразно; неисправимые - устранение которых связано со значительными затратами или невозможно.
Наиболее типичные для стальных трубопроводов дефекты, повреждения и несовершенства конструкции, выявляемые при диагностировании, по характеру их появления могут быть подразделены на две основные группы: технологические - дефекты, возникающие в результате строительно-монтажных и ремонтных работ; эксплуатационные - дефекты, возникающие в процессе эксплуатации после некоторой наработки.
Технологические дефекты являются концентраторами напряжений и при длительной эксплуатации могут переходить в трещины и благоприятствовать усилению коррозии стенки трубопроводов.
С целью выбора оптимальных методов и параметров контроля производится классификация дефектов по различным признакам: по размерам дефектов, по их количеству и форме, по месту расположения дефектов в контролируемом объекте, ориентации и т.д.
Размеры дефектов могут изменяться от долей миллиметров до сколь угодно большой величины. Практически размеры дефектов лежат в пределах 0,01 мм - 1 см.
Минимально допустимые размеры несплошностей определяют выбор технологии и параметров НК.
При количественной классификации дефектов различают три случая: одиночные дефекты, групповые (множественные) дефекты, сплошные дефекты (обычно в виде газовых пузырей и шлаковых включений в металлах).
При классификации дефектов по форме различают три основных случая: дефекты правильной формы, овальные, близкие к цилиндрической или сферической форме, без острых краёв; дефекты чечевицеобразной формы, с острыми краями; дефекты произвольной, неопределённой формы, с острыми краями - трещины, разрывы, посторонние включения.
Форма дефекта определяет его опасность с точки зрения разрушения конструкции. Дефекты правильной формы, без острых краёв, наименее опасны, т.к. вокруг них не происходит концентрации напряжений. Дефекты с острыми краями являются концентраторами напряжений. Эти дефекты увеличиваются в процессе эксплуатации изделия по линиям концентрации механических напряжений, что, в свою очередь, приводит к разрушению изделия.
При классификации дефектов по положению различают четыре случая:
· поверхностные дефекты, расположенные на поверхности материала, полуфабриката или изделия, - это трещины, вмятины, посторонние включения;
· подповерхностные дефекты - это дефекты, расположенные под поверхностью контролируемого изделия, но вблизи самой поверхности;
· объёмные дефекты - это дефекты, расположенные внутри изделия;
· сквозные дефекты - это наличие фосфовидных и нитридных включений и прослоек.
По форме поперечного сечения сквозные дефекты бывают круглые (поры, свищи, шлаковые включения) и щелевидные (трещины, непровары, дефекты структуры, несплошности в местах расположения оксидных и других включений и прослоек).
По величине эффективного диаметра (для дефектов округлого сечения) или ширине раскрытия (для щелей, трещин) сквозные дефекты подразделяются на обыкновенные (>0,5 мм), макрокапиллярные (0,5 - 10 -4 мм) и микрокапиллярные (больше 2·10 -4 мм).
По характеру внутренней поверхности сквозные дефекты подразделяются на гладкие и шероховатые. Относительно гладкой является внутренняя поверхность шлаковых каналов. Внутренняя поверхность трещин, непроваров и вторичных поровых каналов, как правило, шероховатая.
Ориентация дефекта влияет как на выбор метода контроля, так и на его параметры.
Опасность влияния дефектов на работоспособность зависит от их вида, типа и количества. Классификация возможных дефектов в изделии позволяет правильно выбрать метод и средства контроля.
Следует отметить, что принятые в руководящей документации нормы отбраковки по результатам НК не гарантируют, что наличие в объекте дефектов с размерами, превышающими допустимые, приводит к критическому снижению работоспособности в процессе эксплуатации. Это связано с тем, что применяемые технологии РК не позволяют уверенно установить тип дефекта и определить его характеристики (кривизна несплошности на всей ее поверхности, глубина залегания, ориентация несплошности в объекте контроля), без чего не удается достичь приемлемой достоверности прочностных расчетов.
Нормирование максимальных размеров дефектов, обнаруженных при НК, имеет смысл только для конкретного объекта (участка объекта) контроля и установленных режимов его эксплуатации, а результаты НК без существенных допущений нецелесообразно связывать с надежностью объекта контроля. В общем случае нормы отбраковки необходимо рассматривать как способ поддержания технологической дисциплины в условиях конкретного производства.
Для оценки влияния дефектов на механические и эксплуатционные свойства объекта контроля используют разрушающие испытания. Эти испытания проводят на сварных образцах, вырезаемых из самого объекта контроля или из специально сваренных контрольных соединений, выполненных в соответствии с требованиями и технологией на сварку изделия в условиях, соответствующих сварке. Целью этих испытаний являются:
· оценка прочности и надежности сварных соединений и конструкций;
· оценка качества основного и сварочного материалов; оценка правильности выбранной технологии; оценка квалификации сварщиков.
Свойства сварного соединения сопоставляют со свойствами основного металла. Результаты считаются неудовлетворительными, если они не соответствуют заданному регламентированному уровню.
Основными испытаниями являются механические испытания по ГОСТ 6996-66, который предусматривает следующие виды испытаний сварных соединений и металла шва:
· испытание сварного соединения в целом и металла различных участков сварного соединения (наплавленного металла, зоны термического влияния, основного металла) на статическое (кратковременное) растяжение, статический изгиб, ударный изгиб (на надрезанных образцах), на стойкость против механического старения;
· измерение твердости металла различных участков сварного соединения и наплавленного металла.
Контрольные образцы для механических испытаний выполняют определенных размеров в соответствии со станартами на определенный вид испытания.
Испытаниями на статическое растяжение определяют прочность сварных соединений. Испытаниями на статический изгиб определяют пластичность соединения по величине угла изгиба до образования первой трещины в растянутой зоне. Испытания на статический изгиб проводят на образцах с продольными и поперечными швами со снятым усилением шва заподлицо с основным металлом. Испытаниями на ударный изгиб, а также ударный разрыв, определяют ударную вязкость сварного соединения.
По результатам определения твердости судят о структурных изменениях и степени упрочения (охрупчивания) металла в результате охлаждения после сварки.
Любой дефект при определенных условиях может инициировать отказ отдельного элемента или всей конструкции. Основной металл и сварные соединения ТП содержат множество различных дефектов, возникающих в процессе изготовления труб, их транспортировки и монтажа на строительной площадке, при эксплуатации и ремонте трубопровода. Так как большинство дефектов имеют макроскопические размеры, они хорошо выявляются современными средствами и технологиями НК.

Согласно Руководству но техническому надзору за судами, нахо­дящимися в эксплуатации, Регистр СССР предусматривает освидетель­ствование судовых паровых котлов, г.е. осмотры, замеры, проверки, испытания с целью контроля соответствия котлов требованиям правил и определения технического состояния. При техническом надзоре за судовыми паровыми котлами со стороны Регистра СССР осуществляют следующие виды осеидетельсгионэний: внутреннее, гидравлическое испы­тание, наружный осмотр и проверка в действии.

Сроки, объем и характер таких освидетельствований регламенти­рованы Регистром СССР- Так, внутренние освидетельствования котлов производят ежегодно. Однако для новых котлов первое внутреннее осви­детельствование установлено через 4 года, второе - через й лет.

Гидравлические испытания необходимо проводить не реже одного раза в каждые 8 лет; наружные осмотры - не реже чем через год.

Для внутреннего освидетельствования необходимо подготовить кот­лы: охладить, онорожнить от воды, очистить от золы, накипи, сажи, окалины, шлака поверхности нагрева; при необходимости удалить клад­ку и изоляцию; обеспечить доступ к котельным фундаментам и др.

До начала освидетельствования необходимо отсоединить осматривае­мый котел от действующих, арматуру плотно закрыть, приводы засто­порить. Гидравлнческие испытания проводят после устранения дефек­тов, обнаруженных при внутреннем освидетельствовании. Изоляцию в местах швов коллектора удаляют, а также выполняют другие подгото­вительные работы, включающие подготовку к внутреннему освидетель­ствованию.

Пробное давление при гидравлическом испытании котлов принимают не менее 1,25/?|>„й,но не менее 0,2 МПа. После ремонта котлов пробное давление принимают не менее 1,5р ра б. При гидравлическом испытании котел должен быть полностью заполнен водой, температура воды и ок­ружающего воздуха должна быть не ниже 5°С. Разность температур между водой и наружным воздухом должна исключить отпотевание, подкачка воды во время выдержки при пробном давлении не разрешается.

В процессе гидравлического испытания давление поднимают до ра­бочего, затем следует предварительный осмотр при рабочем давлении, подъем давлении до пробного, осмотр при пробном давлении с отклю­чением насосов Котел считается выдержавшим гидравлическое испы­тание, если не обнаружены: течь, остаточные деформации, разрывы швов, видимое изменение формы, признаки нарушения целостности частей и соединений. Во время выдержки под пробным давлением не должно быть падения давления. Отпотевание н появление воды у заклепочных шоов и заклепок в виде отдельных не стекающих капель не считается течью. Это же явление-у сварных швоа недопустимо.

Чеканка, керноака и другие механические приемы исправления де­фектов сварных швов при испытании недопустимы. Недопустимо также устранение обнаруженных дефектов в котле, находящемся под давле­нием, а также подварка при наличии воды в котле.

На каждый котел на судне заведена Регистровая книга, в которую вносят результаты внутреннего освидетельствования, гидравлического испытания и наружного осмотра

Данные, полученные при освидетельствовании, можно рассматривать как предварительную дефектацию, которая начинается во время эксплуа­тации котла, в отличие от рабочей дефектации, которую выполняют после постановки судна на ремонт. Эти данные дают сведения о характерных отказах и неисправностях (коррозионных разрушениях, деформации тру­бок, состоянии кирпичной кладки топки котла, работе форсунок и ар­матуры и др.).

Рабочая дефект а вдя котлон включает в себя осмотр с применением оптических приборов, измерение деформаций, металлографические и меха­нические исследования металла. Для выявления дефектов используют магнитные, рентгеновские, ультразвуковые методы дефектоскопии. При дефектации в первую очередь выявляют остаточные деформации, уто­нение элементов, разрывы, нарушение непроницаемости, изменение струк­туры металла, степень поражения коррозией, крепление фундамента к корпусу судна и др

Определение дефектов трубок (водогрейных, пароперегревателя, экономайзера, воздухоподогревателя). Внешним осмотром определяют коррозионное поражение поверхности. Для металлографических и ме­ханических испытаний металла трубок (выяснение наличия перегрева, межкристаллитиой коррозии и др.) вырезают несколько трубок для из­готовления образцов и шлифов.

При механических испытаниях определяют нреяел прочности, отно­сительное удлинение, ударную вязкость Ухудшение механических ка­честв по сравнению с исходным!! данными допускается не более чем на 5-10%.

Тщательно производят металлографическое исследование и изучают структуру материала. Эти исследования позволяют установить причину разрыва трубок. Наличие мартснситной структуры может быть объясне­нием того, что разрыв произошел вследствие перегрева металла.

Для выявления трешин в концах трубок, развальцованных в труб­ных досках, рекомендуют применение магнитного способа дефектоскопии.

Определение дефектов коллектора. При дефг-ктацииkcujjii-i. ii>|>»m осматривают внутренние и наружные поверхности и отверстия для водо­грейных трубок, сварные щоы для выявления трешин. Отверстия дли водогрейных трубок обмеряют для проверки их фурмы. Осматривая внут­реннюю поверхность коллектора, обращают внимание на пояс уровня воды, где большая интенсивность коррозии. Трещины о сварных швах выявляют гаммзграфированием и ультразвуковым методом.

Трещины между отверстиями в трубных досках можно обнаружить травлением азотной или соляной кислотой нлн магнитным способом.

Для установлении глубины распространения трещины вырезают участок трубной доски и исследуют в лаборатории; допустимо в край­нем случае производить контрольные сверления.

При осмотре отверстий в трубной доске выявляют механические

повреждения и коррозию, отверстия обмеряют для проверки эллиптич­ности и расчета степени развальцовки в случае расточки отверстий. За­зор между отверстиями и неразвалыювашюй трубкой не должен пре­вышать 0,3-0,6 мм. Овальность отверстий в трубных досках допускается

не более 0,25 мм. В коллекторе допускается местное утонение вследствие

коррозии, но не более чем на 10 -12 % первоначальной толшины.

Определение дефектов деталей форсуночных и воздух она л равняющих устройств. При дефектации осматривают детали форсунок, измеряют сопловые отверстия, осматривают головку распылителя форсунки для обнаружения трещин

При осмотре распылителей контролируют тангенциальные канавки,

осматривают поверхность, обеспечивающую плотное прилегание рас­пылителя к головке, проверяют состояние рабочих поверхностей сопла, от которых зависит качество распыления. Отверстие сопла проверяют проходным и непроходным калибрами.

В ноздухонаправлнютих устройствах котла проверяют легкость движения тяг, осматривают лоласти.

В кирличиий кладке визуально проверяют, нет ли оплавления и аы- горания поверхности кладки, растрескивания и выпадения кирпичей В водоуказательных приборах необходимо проверить целостность к при­годность к эксплуатации счскол. В случае потери прозрачности стекла бракуют.

Главные предохранительные клапаны проверяют в действии до по­становки котла в ремонт. После разборки их осматривают и определяют состояние деталей.

Способы кап. ремонта по восстановлению стенки МТП.

Дефекты стенки МТП.

ТЕХНОЛОГИЯ ЗАМЕНЫ ПОВРЕЖДЕННОГО УЧАСТКА НЕФТЕПРОВОДА

Виды ремонтных работ на линейной части МТП.

Ремонт поврежденного участка тр-да путем его заме­ны производят при обнаружении (наличии):

трещины длиной 50 мм и более в сварном шве или основ­ном металле трубы;

разрыва кольцевого (монтажного) шва;

разрыва продольного (заводского) шва и металла трубы;

вмятины глубиной, превышающей 3,5%диаметра трубы;

царапины глубиной более 30% толщины стенки и длиной 50 мм и более.

В зависимости от принятой технологии ведения работ за­мена участка трубы может осуществляться: с остановкой пе­рекачки нефти по трубопроводу на весь период восстанови­тельных работ, при этом аварийный участок может полно­стью или частично освобождаться от нефти; с прокладкой обводной (байпасной) линии, требующей остановки перекачки лишь на период ее монтажа и подсоеди­нения.

После остановки перекачки обнаруженный аварийный участок перекрывают от остальной трассы двумя линейными задвижками. При авари­ях на нефтепроводах с системой телемеханизации происходит автоматическое отключение насосных агрегатов и лока­лизация поврежденного участка линейными задвижками.

См. вопр.22

Дефекты стенки трубы - это дефекты, не приводящие к изменению проходного сечения трубы. Они делятся на следующие группы:

потеря металла (коррозия, эрозия, вмятина в прокате, забоина, задир, рванина) - изменение номинальной толщины стенки трубы, характеризующееся локальным утонением в результате механического или коррозионного повреждения или обус­ловленное технологией изготовления;

риска (царапина) - потеря металла стенки трубы, происшедшая в результате взаимодействия стенки трубы с переме­щающимся по ней твердым телом;

расслоение - несплошность металла стенки трубы; обычно является раскатанным скоплением неметаллических включений;

изменение толщины стенки - плавное утонение стенки трубы, образовавшееся в процессе изготовления трубы или листового проката;

трещина - разрыв основного металла стенки трубы, характеризующейся малым поперечным размером;

дефект св. шва (непровар, пора, шлаковое включение, подрез, трещина сварного шва) - дефект в самом св. шве или ОШЗ, возникший вследствие нарушения технологии сварки.

По степени влияния на несущую способность нефтепрово­да дефекты классифицируются на опасные и неопасные.

К опасным дефектам относятся:

дефекты геометрии, примыкающие к сварным швам или непосредственно на швах, если их измеренная глубина пре­вышает по величине 3% от номинального наружного диамет­ра трубы;

дефекты, опасные по результатам расчета на статическую прочность (расчетное давление разрушения дефектной трубы ниже заводского испытательного давления);

дефекты стенки, связанные с потерей металла, с остаточ­ной толщиной стенки трубы на уровне технически возмож­ного минимального предела измерения снаряда-дефектоскопа.

Опасные дефекты подлежат выборочному ремонту в соответствии с установленными методами ремонта опасных дефектов.

К неопасным относятся дефекты, для которых расчетное давление разрушения дефектной трубы не ниже заводского испытательного давления. Эксплуатация НП при наличии неопасных дефектов допускается без ограничений на режимы перекачки в межинспекционный период.

По критерию необходимости проведения дополнительного дефектоскопического контроля (ДДК) дефекты подразделяют­ся на требующие ДДК и не требующие ДДК.

Ряд дефектов труб и сварных швов ремонтируют без вырез­ки дефектного участка. Коррозионные язвы могут завари­ваться при ремонте нефтепроводов под давлением перекачи­ваемой нефти до 3,5 МПа.

Повреждения стенки трубопровода глубиной до 5% от толщины трубы (царапины, язвы, задиры, забоины) ликвиди­руют шлифованием. При этом толщина стенки не должна быть выведена за пределы минусового допуска труб.

Коррозионные повреждения глубиной более 5% от тол­щины стенки труб могут быть отремонтированы в соответ­ствии с "Инструкцией по безопасному ведению сварочных работ при ремонте нефте- и продуктопроводов под давлени­ем". При наличии сплошной коррозии ремонт нефтепровода производят путем приварки накладных усилительных элемен­тов (заплат, муфт).

Технология заварки коррозионных повреждений состоит из двух этапов: подготовительной работы (зачистка поверх­ности) и непосредственно заварки. Место заварки зачищают до металлического блеска в радиусе не менее двух диаметров повреждений (наибольших линейных размеров). Зачистку поверхности можно проводить вручную с использованием пес­коструйных аппаратов. Возможно применение других мето­дов очистки (например, химического) для полного удаления продуктов коррозии.

В случае обнаружения вмятин глубиной до 3,5% от диа­метра тр-да разрешается выправлять их с помощью безударных устройств.

Повреждения тр-да в виде свищей и трещин дли­ной до 50 мм ремонтируют без опорожнения от перекачи­ваемого продукта приваркой накладных элементов заплат, хомутов, муфт.

Размеры накладных элементов и муфт должны перекры­вать место дефекта не менее чем на 40 мм от его краев. За­плата должна иметь эллипсовидную форму. Длина муфты без технологических колец должна быть в пределах 150-300 мм. При длине муфты более 300 мм должны быть использованы технологические кольца.

23. Кап. ремонт дефектов с вырезкой «катушки».

Данная схема может быть использована при выборочном ремонте участков нефтепровода, имеющих опасные дефекты, т.е. нарушение геометрии стенок труб (вмятины, гофры) выше допустимых пределов.

Ремонт производится с вырезкой дефектного места ТП и заменой на новый с остановкой перекачки. Длина вырезаемого дефектного участка должна быть больше самого дефекта не менее чем на 100 мм с каждой стороны. Мини­мально допустимая длина "катушки" - не менее диаметра ре­монтируемого нефтепровода.

Работа начинается с подготовки рабочей документации по данным внутритрубной дефектоскопии.

Ремонт дефектного участка на месте начинается с вскры­тия дефектного участка и подготовительных работ по откач­ке нефти.

Вскрытие дефектного участка и разработка котлована для производства демонтажно-монтажных работ осуществляются одноковшовым экскаватором. Подкоп под нефтепроводом можно выполнить одновременно при вскрытии экскаватором с поворотным ковшом или вручную.

Очистка вскрытого участка нефтепровода от старого изо­ляционного покрытия выполняется очистным устройством или вручную, после чего проводится тщательный осмотр ТП на отсутствие выхода продукта.

Промерив расстояние между обработанными концами нефтепровода, подготавливают "катушку" из заранее опрессованной трубы или трубу в целом.

При наличии приспособления для разметки трубы возмож­на первоначальная подготовка "катушки" заданной длины, по габаритам которой производятся разметка и подготовка кон­цов нефтепровода.

"Катушку" к ТП пристыковывают трубоуклад­чиком или автокраном, собирают стык с применением на­ружных центраторов и фиксируют стыкуемые концы при помощи прихваток равномерно по периметру.

Требования к квалификации сварщиков, сборке, сварке и контролю качества сварных соединений нефтепроводов оста­ются такими же, как и при строительстве новых нефтепро­водов.

Контроль качества сварных швов - визу­альный и радиографический независимо от категории участ­ков ТП. При удовлетворительном качестве сварно­го шва технологические отверстия заглушаются металличес­кими пробками и обвариваются после заполнения трубопро­вода нефтью до выхода на рабочий режим.

Если при опорожнении трубопровода нефть откачивалась в земляной амбар или резинотканевые резервуары, то необ­ходимо закачать ее в ремонтируемый нефтепровод до возоб­новления перекачки по нему воды и демонтировать схему об­вязки нефтепровода с закачивающим насосным агрегатом.

Следующей значительной и сложной технологической опе­рацией является удаление воздуха из нефтепровода.

Очистку и нанесение изоляционного покрытия на нефте­провод ремонтируемого участка выполняют соответствующи­ми очистными и изоляционными устройствами или вручную. Это зависит от протяженности участка, диаметра труб и типа изоляционного покрытия.

Работы заканчиваются рекультивацией плодородного слоя почвы, планировкой и очисткой близлежащей территории, восстановлением трассовых сооружений, знаков и т.д., если они были нарушены в процессе производства работ.

---